基于ADAMS的单缸内燃机曲柄连杆机构的建模与仿真

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1、分类号_TH16__密级_____________UDC_______________小论文ADAMS的单缸内燃机曲柄连杆机构建模与仿真研究生姓名任课教师姓名、职称学科专业机械工程学号2013703017论文工作课程起止日期2014年5月至2014年6月论文提交日期2014年6月21日基于ADAMS的单缸内燃机曲柄连杆机构的建模与仿真摘要以ADAMS的动态仿真工具为平台，建立了单缸内燃机曲柄连杆机构动力分析的仿真模型，研究了曲柄连杆机构的惯性力对机体产生的干扰和平衡问题。研究结果表明，改变曲轴的质量特性参数对

2、机体的干扰力有不同程度的影响，其质心位置对惯性力平衡有较大的影响。ADAMS仿真方法能方便和准确地得到机构的运动与动力参数，从而为机构的选型和优化设计提供了参考依据。关键词：动力机械工程；曲柄连杆机构；动力分析；ADAMS；单缸内燃机；参数优化TheDynamicAnalysisontheCrank-connectingRodofSingle-cylinderInternalCombustionEngineBaseonADAMSAbstractThispaperisBaseonADAMSwhichisadyn

3、amicsimulationtool,asimulationmodelofdynamicanalysisisestablishedinthecrank-connectingrodofsingle-cylinderinternalcombustionengine,inertiaforcesofthemechanismwhichfunctiononthecylinderblockandthebalanceproblemisstudied.Theresultsshowthatmodifyingmassparamet

4、ersofcrankhavedifferenteffectsonthecylinderblock,especiallythearrangementofcounterweight.ByADAMS,themotionanddynamicdatacanbeacquiredconvenientlyandexactly,thereferenceofchoosingmechanismandoptimizingdesigncanbeprovided.KeyWords:Powerandmachineryengineering

5、;Thecrank-connectingrodmechanismdynamicanalysis;ADAAMS;Single-cylinderinternalcombustionengine;Parameteroptimization第一章绪论内燃机曲柄连杆机构在运动过程中会产生往复惯性力和离心惯性力。这些力对机座产生的周期性作用力和力矩将传给基础或动力装置。并引起振动。使内燃机的零件磨损增加、寿命降低、噪声升高。因此。曲柄连杆机构的惯性力必须平衡。但是。目前的惯性平衡通常采用设计修改、样机反复试验的方法。消耗

6、大量的人力和物力。本文以S195柴油机为例。以机械系统自动动力学仿真软件ADAMS(AutomaticDynamicAnalysisofMechanicalSystem)为平台。对单缸内燃机的曲柄连杆机构进行了动力学分析的计算机模拟研究。以便提高工作效率。更好地研究机构在工作过程中的运动规律、机构运动过程中的惯性力对机体产生的干扰力以及惯性力的平衡问题。在产品研制周期中。包括样机概念设计、设计细化、设计验证、试验规划和工作状态重演几个过程阶段。ADAMS软件是美国MDI公司开发的虚拟样机软件。具有强大的大位移

7、和非线性分析求解功能。运用其对机械系统进行运动学或动力学分析。可以确定系统及其各构件在任意时刻的位置、速度和加速度。以及引起系统及其各构件运动所需的作用力和反作用力。是实现虚拟样机技术的一个强有力开发工具[1]。第一章机构建模和参数优化2.1机构的运动简图和作用力分析单缸内燃机的基本结构是中心式，气缸中心线通过曲柄旋转中心。单缸内燃机的曲柄滑块机构运动和机体受力简图如图2.1所示。图2.1曲柄连杆机构的运动受力简图曲柄连杆机构由活塞组、连杆组和曲轴组等3大部件组成。其中。活塞组包括活塞、活塞销、活塞环、挡圈等

8、零件。它沿气缸做往复直线运动：连杆组由连杆及附件(连杆衬套、连杆轴瓦、连杆螺栓等)组成。它做平面运动；曲轴组包括曲轴、曲柄臂、主轴颈等。它绕曲轴轴线做旋转运动。就单缸机的曲柄连杆机构来说。如果不考虑气体压力的作用，它对内燃机机体的作用力主要有：1)曲轴对机体主轴承的作用力，可分解为沿x方向的作用力，I和沿Y，方向的作用力；2)活塞对机体(气缸壁)的侧推力，也可以用一个通过主轴承上垂直于气缸中心线相等